6exercicioAGO20_sfmd2s2010

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Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG
Escola de Engenharia - EE 
Departamento de Engenharia Mecânica - DEMEC 
Curso de Engenharia Mecânica
Turno: Diurno
Segundo semestre de 2010
Professor: Antônio Carlos de Andrade
Disciplina: EMA095 - Sistemas Fluidomecânicos AULA – AGO 20
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Curso de Engenharia Mecânica – DEMEC – EE - UFMG
EMA095 - Sistemas Fluidomecânicos
Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
Figura 1 Regador de jardim funcionando.
Bombas – teoria básica
13Deduza uma expressão para o momento axial (direção da velocidade angular) que ocorre principalmente devido ao atrito no eixo de rotação do regador de jardim mostrado na FIG.1.
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EMA095 - Sistemas Fluidomecânicos
Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
14Uma bomba funciona no ponto normal (de máxima eficiência), a 60 Hz correspondente à rotação síncrona nsíncrona = 3500 rpm, recalcando vazão Q = 1 L/s, com carga H = 10 mca e consumindo potência de eixo W = ¼ HP. O peso específico da água bombeada é  = 9810N/m3. 
15.Qual a eficiência da bomba?
16Desenhe um rotor de bomba centrífuga e o triângulo de velocidades na entrada da pá para a condição usualmente adotada de projeto.
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Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
17Água escoa no irrigador rotativo mostrado na FIG.1. Determine a vazão para que a velocidade angular seja igual a150 rpm, com a hipótese de torque resultante nulo. O raio R é igual a 180mm. O diâmetro de saída de água é igual a 8mm. 
 
Figura 1 – Esquema 
de um regador de
 jardim – questão 1.
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Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
18A Figura 2 mostra um aspersor de água que é descarregada pelas extremidades. Esboce o triângulo de velocidades proporcionalmente correto em cada saída. Considere simetria para a vazão.
Figura 1 – Esquema de um
 regador de jardim – 
questão 2.
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Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
19Para o dispositivo mostrado na FIG.1, calcule o torque do fluido no sistema para N=200rpm. Dados: = 200g/s; D2=5mm; =1000kg/m3; R2=20cm, =30.
Figura1. Dispositivo giratório
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MATÉRIA:
20Com auxílio do triângulo de velocidades, expresse a equação de Euler, H=U2Vu2/g em função da vazão em volume, Q e das constantes: U2, g, 2, D2, b2(largura do rotor na saída). Esboce o comportamento teórico ideal, HxQ para pá reta na saída (2=90).
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MATÉRIA:
21Água escoa no irrigador rotativo mostrado na FIG.1. Determine a vazão para que a velocidade angular seja igual a150 rpm. Considere o atrito desprezível. O raio R é igual a 180mm. O diâmetro de saída de água é igual a 8mm. 
Figura 1 – Esquema de
 um regador de jardim – 
questão 1.
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Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
22A Figura 2 mostra um aspersor de água que é descarregada pelas extremidades. Esboce o triângulo de velocidades proporcionalmente correto em cada saída. Considere simetria para a vazão.
Figura 1 – Esquema de
 um regador de jardim – 
questão 2.
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MATÉRIA:
25Tendo Q e H, e supondo que a bomba seja centrífuga, qual o procedimento para seleção da bomba em catálogo de fabricante.
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MATÉRIA:
26Desenvolva, a partir da equação da energia para tubulações, a expressão teórica da pressão manométrica de recalque, com dados experimentais compatíveis com a FIG.2: dados da tubulação e H da bomba. O reservatório de sucção está pressurizado positivamente. Os indicadores de pressão são manômetros.
Figura 2. Trecho de
 tubulação com
 bomba centrífuga.
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MATÉRIA:
28A partir do desenho de uma bomba centrífuga instalada, deduza a expressão para a obtenção da curva característica (HxQ) à rotação constante. Cite os instrumentos e o procedimento necessário, ilustrando com pontos HxQ em um gráfico.
29Especifique, com desenhos, como se constróem as curvas de isorendimento dos catálogos dos fabricantes a partir das curvas individuais de eficiência obtidas pelo corte progressivo do rotor de um modelo de bomba para uso em uma mesma carcaça. Esboçe em uma figura, todas as curvas características usuais dos catálogos.
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MATÉRIA:
30Considere uma turbobomba funcionando nas seguintes condições:
Carga, H1=10m, Vazão em volume, Q1=1L/s, Diâmetro externo do rotor, D2=20cm, freqüência da rede elétrica, f1=50Hz, peso específico do fluido, =9810N/m3, eficiência da turbobomba, 1=70%, motor de p = 4 polos, aceleração da gravidade, g=9,81m/s2. 
Para f2=60Hz, qual será o valor de H2, Q2 e2, a potência de eixo.
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MATÉRIA:
32Dados de testes com uma bomba Peerless Tipo 1430 operada a 1750 rpm com um impulsor de diâmetro de 14,0 in são mostrados na TAB.1. Determine os valores de eficiência correspondente a cada vazão em volume.  = 997kg/m3; g = 9,81m/s2
Tabela 1 Dados do ensaio da bomba Peerless Tipo 1430, a 1750 rpm
Vazão, 
Q (gpm) 	270 	420 	610 	720 	1000	
Carga total, 
H(ft) 		198	198	195 	165 	123	
Potência de 
eixo, 
Weixo (hp) 	25 	 30 	 35	40	45	
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MATÉRIA:
33. Curvas típicas do desempenho de uma bomba centrífuga, testada com três diâmetros diferentes de impulsor são mostradas na FIG.1:
Figura 1 Curvas 
características 
de 
bomba 
centrífuga
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MATÉRIA:
Determine, com dados da FIG.1(slide anterior): 
(a) A vazão no ponto de melhor eficiência (PME) para o impulsor de 12 in de diâmetro.
(b) Usando transposição por escala, faça uma previsão teórica desse ponto funcionamento, em termos de vazão e carga para o mesmo fluido e impulsor de diâmetro 13 in.
36Especifique, com desenhos, como se constróem as curvas de isorendimento dos catálogos dos fabricantes a partir das curvas individuais de eficiência obtidas pelo corte progressivo do rotor de um modelo de bomba para uso em uma mesma carcaça. Esboçe em uma figura, todas as curvas características usuais dos catálogos.
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MATÉRIA:
37Considere que a curva característica de uma bomba centrífuga é dada po H=H0-KQ2. Demonstre qual o valor de H0 e K da curva da bomba equivalente, resultante de duas bombas iguais em: (a)série, (b)paralelo.
38Explique, em três etapas, o procedimento de determinação do diâmetro interno real de recalque de uma instalação de bombeamento, a partir da vazão em volume.
39Demonstre graficamente, a variação do ponto de funcionamento de um sistema com a variação da rotação de uma bomba centrífuga.
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- Sistemas Fluidomecânicos
Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
40. Água é bombeada através do sistema de escoamento mostrado na FIG.1.
Figura 1 Sistema de bombeamento. 
Sem escala.
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MATÉRIA:
Dados hipotéticos:
Vazão em volume, Q = 10[L/s]; viscosidade cinemática,  = 1,0.10-6 [m2/s] ; g=9,81m/s2 ;Patm = 9,5 [m]
Todos os valores de coeficientes de perda de carga localizada, Ki = 1[/].
Todos os valores de comprimento de duto, Li = 10[m], exceto L5 = 1[m]
Cota im = 1[m]; Cota de altura geométrica, Hg=10[m]; Cota z0 = 1[m]
Duto hidraulicamente liso, f = 0,316/RE0,25, calculado com 4 casas decimais.
Diâmetro interno real de sucção, Ds=120,0[mm]; Diâmetro interno real de recalque, Dr=100,0[mm]
Pede-se: 
 A altura útil requerida pelo sistema.
 A pressão manométrica indicada no manômetro.
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Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
A bomba tem apenas a válvula gaveta para bloqueio e um bocal de área variável na saída do recalque para regulagem da altura do jato. Deseja-se um jato de água na vazão de Q [L/s] com a válvula gaveta toda aberta e uma altura H [mca], indicada na FIG.1, proporcionada pela regulagem do bocal de área variável. O rservatório está aberto para a atmosfera e tem nível constante. 
Figura 1. Montagem 
para quintal com 
reservatório à 
pressão atmosférica.
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Atividades de revisão – exemplos de aplicação.
MATÉRIA:
Monte o problema com os dados, procedimentos e equações necessárias para definir teoricamente:
a) A velocidade da água, na saída do bocal da tubulação de recalque, para vencer a altura H desejada.
b) o diâmetro da tubulação de sucção e de recalque. 
c) a altura útil para seleção da bomba.
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MATÉRIA:
ESTUDAR:
REF5-FOXCAP10.pdf (exercícios)
REF3-CAP12ed3 e4munsonsolução.pdf(exercícios)
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